Реферат по дисциплине: « Методология в научных исследованиях в области пожарной безопасности».

Авиация в тушении пожаров. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выполнил:

Проверил:  
 
 

Уфа-2011

План 

-  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

Пожары 2010 года нанесли стране колоссальный ущерб:

площадь, пройденная лесными пожарами, составила не менее 8 миллионов гектаров, полностью или частично сгорело не менее 150 населенных пунктов, не считая многочисленных дачных поселков, не менее семидесяти человек погибли в огне, еще несколько десятков тысяч стали жертвами дыма и экстремальной жары. Для того чтобы эффективно бороться с лесными пожарами - а лес это одно из главных богатств нашей страны - нужна авиация. Авиация – это та основа, на которой строится мобильность и эффективность действий Чрезвычайной службы России.

Кроме того, в результате поиска путей  совершенствования борьбы с пожарами в первой половине XX века был обозначен  главный вывод - для того, чтобы  снизить затраты на тушение пожара, необходимо обнаружить его на максимально  возможной ранней стадии и незамедлительно приступить к ликвидации. Как проводить охрану лесов крупных районов, где нет развитой дорожной сети?

Итак, применение авиации позволяет решить сразу  две фундаментальные задачи:

- раннее обнаружение пожаров

- оперативную доставку на тушение специализированных пожарных команд. 
 
 
 

1 Особенности и недостатки использования авиации для обнаружения и тушения пожаров.

У нас  первые пожарные самолеты появились  в 1931 году. Это были легкие двухместные  бипланы У-2(позднее их стали называть По-2, по фамилии конструктора — Поликарпов). Сначала самолеты использовали только для разведки. Пробные полеты проводили в Горьковской области, где пилоты сумели обнаружить 14 лесных пожаров на огромной площади. Очень заманчивой была идея применить самолеты не только для наблюдения, но и для тушения пожара. Попробовали разбрызгивать с У-2 химический раствор, который приостанавливал движение огня, испытали и специальные авиабомбы, начиненные огнетушащим раствором. Эффективность была невысокой: за один раз У-2 мог взять всего 200 литров раствора, этого хватало на создание заградительной полосы длиной примерно 100 метров, а противопожарной бомбой было трудно попасть в цель. Тем не менее, уже в 1938 году создали четыре пожарных авиаотряда, оснащенных самолетами У-2. Тогда же появились первые пожарные-парашютисты. В 1940 году их было 70 на всю страну, патрулированием лесных массивов занималось 110 самолетов У-2. После Великой Отечественной войны пожарную авиацию быстро восстановили. На смену устаревшему У-2 пришел самолет Ан-2, специально приспособленный для лесопожарной службы. Он мог поднять 1240 литров воды и 12 парашютистов. Для быстрой доставки парашютных подразделений к месту загорания стали использовать также самолеты Ил-14, Ан-24, Ан-26. Конструкторское бюро имени О.К. Антонова на основе Ан-26 создало пожарный самолет, который может всего за две секунды сбросить на очаг пожара 4 тонны воды. В конце 90-х годов МЧС России освоило технологию тушения пожаров с применением самолетов Ил-76ТД. Они способны обрушить на охваченные огнем лесные массивы за один раз 42 тысячи литров воды или других огнетушащих растворов. Замечательно показали себя противопожарные самолеты Бе-12 П-200 и Бе-200П. Они садятся на реку, озеро или море и, продолжая двигаться, как катер-глиссер, за 16 секунд набирают в свои емкости от 6 до 12 тонн воды. Затем взмывают в воздух, долетают до очага пожара и за полторы секунды сбрасывают на него всю водную массу.

 Анализ использования авиации при обнаружении и тушении пожаров:

Особенности:  

остановка и сдерживание распространения средних и крупных лесных пожаров созданием заградительной полосы путем многократных сбросов огнегасящей жидкости на кромку пожара; активное воздействие на облака с целью искусственного вызывания осадков над зоной горения доставка в район бедствия и возвращение на базу пожарных команд и средств пожаротушения путем посадки на заранее выбранную акваторию или аэродром.  
Недостатки: 

пожарная  авиация в основном может быть использована только днем и в хорошую  погоду. Ее работа при верховых пожарах опасна, сброс воды с больших высот малоэффективен, а места базирования пожарной авиации порой далеко расположены от мест пожара. Опыт применения на тушении больших самолетов типа Ил-76 показал, что кромку пожара не видно из-за задымления, а полет над пожаром на низкой высоте невозможен из-за восходящих потоков. Вода приостанавливает горение на 2-4 часа, после чего пожар возобновляется снова. Использование самолетами-амфибиями морской воды приводит к сильному засолению грунта и почвы. И если через несколько лет после пожара, потушенного обычной речной или озерной водой, на его месте вырастет новый лес, то на солончаках не взойдет даже трава. 

Вывод:  

Необходимо применение комплексного использования авиации, создать в стране несколько центров, оснащенных пожарными самолетами и вертолетами, использовать гидроспуски и стояночные площадки для самолетов-амфибий. 

2 Виды самолетов.

Ил-76. 

Среди всего арсенала средств пожаротушения  в настоящее время самым большим  в мире пожарным «бомбардировщиком» является Ил-76, оснащенный выливным авиационным прибором (ВАП). Два бака ВАП-2 вмещают 42000 л воды или специальной огнегасящей жидкости.

  Первый полет Ил-76 состоялся 25 марта 1971 года. Самолет, помимо военно-транспортных перевозок (так называемое посадочное десантирование), должен был выполнять специальные задачи парашютного десантирования — сброс грузов с большой высоты с применением вытяжной и спускаемой парашютных систем, сброс грузов с предельно малой (5 —10 м высоты с применением только вытяжной парашютной системы, сброс моногруза массой до 50 т. Такие задачи определили компоновку, летные характеристики и особенности пилотирования самолета. Полет на высоте 300—500 м со скоростью 240—280 км/ч со сбросом грузов общей массой в 40 т не является экстраординарным режимом для самолета. Это свойство впоследствии очень пригодилось для пожарного самолета, выполняющего сброс 40 000 л жидкости (более четверти взлетной массы) за 4 секунды с высоты 50 м, не выходя за пределы разрешенных режимов полета. 

Практическое освоение различных методов десантирования грузов и изменившаяся экономическая ситуация в стране подтолкнули коллектив ОКБ к решению задачи тушения лесных пожаров методом сброса на огонь большого количества жидкости с использованием самолета Ил-76. 

Разработка пожарного оборудования для Ил-76 проводилась в инициативном порядке. Основными требованиями к системе стали: простота конструкции и эксплуатации, а также возможность переоборудования любого транспортного самолета Ил-76 без каких-либо доработок его конструкции. Поскольку опыта работы в этой области не было, то вначале возникли довольно необычные идеи пожарной системы, как, например, использование платформ ПГС-500, на которых размещаются пластиковые мешки с водой. В воздухе или при падании на землю мешки разрываются и вода гасит пожар. Опасность таких систем для людей, которые могли оказаться в зоне пожара, была вовремя оценена. В итоге остановились на конструкции, состоящей из двух резервуаров (труб), расположенных по всей длине грузовой кабины самолета и имеющих на одном конце систему заправки жидкостью (заливные горловины), а на другом — систему слива (крышки с замками и желоба). Жидкость свободно сливалась через открытый грузовой люк самолета. 

В конце 1988 года был спроектирован, а в  начале 1989 года изготовлен экспериментальный  образец выливного авиационного прибора (ВАП), состоящего из двух цилиндрических емкостей, вмещающих по 16000 л жидкости каждая. Для быстроты воплощения идеи в конструкции использовались стальные трубы, применяемые в магистральных газопроводах, с наружным диаметром 1220 мм и толщиной стенки 14 мм. 

Проведенные летные испытания по определению устойчивости и управляемости самолета при сливе воды в различных сочетаниях (раздельно, залпом, с разным по времени открыванием емкостей на скоростях полета от 260 до 400 км/ч), подтвердили правильность выбранной концепции. Площадь поверхности орошения при последовательном сливе из двух баков составила 600x80 м и при скорости полета 280 км/ч и высоте слива 80 м. При сливе воды одновременно залпом из двух баков площадь составила 400x100 м. Концентрация жидкости на земле превышала 5 л на кв. метр в центре зоны сброса с постепенным уменьшением к периферии. Время сброса воды составило около 8 секунд.

К началу 1993 года в ОКБ спроектировали усовершенствованный  ВАП-2 с объемом резервуаров 42 000 литров. Был получен заказ от МЧС на производство пяти экземпляров системы. Общая масса ВАП-2 с водой составила около 45 тонн. Принципиально конструкция системы не изменилась. Два цилиндрических резервуара, объемом по 21000 литров каждый, изготовлены из алюминиевого сплава с толщиной стенки 5 мм. В передней части резервуаров, сверху, размещены заливные горловины с двумя заливными узлами под стандартные пожарные шланги. Там же находятся и шланги перелива, которые выводятся за борт самолета через передние двери и предотвращают перелив жидкости в кабину при заправке. В задней части резервуаров на петлях подвешены крышки слива, закрепляющиеся специальным прижимным замком. Открытие крышек производят два оператора, открывая рукоятками замки крышек через систему тяг и качалок. Рукоятки размещены вблизи от сливной части системы, а операторы слива получают команду на открытие крышек от штурмана по внутри самолетному переговорному устройству. Жидкость при сливе попадает из резервуаров в желоба, установленные на рампе, по ним стекает к обрезу рампы и выливается наружу. Вся конструкция ВАП-2 крепится к полу грузовой кабины штатными швартовочными цепями. Для перемещения ВАП по земле предусмотрен съемный колесный ход и водило. Четыре человека, используя передвижные тельферы на потолочной части самолета, загружают и швартуют ВАП за 1,5 — 2 часа. 

Летно-технические  характеристики Ил-76П

Бе-200. 

Многоцелевой  самолет-амфибия Бе-200 является последним  достижением мирового гидросамолетостроения  и наиболее совершенным и эффективным из когда-либо строившихся в мире. Бе-200 не уступает по большинству летно-технических характеристик сухопутным самолетам-аналогам, но обладает уникальной возможностью взлета и посадки, как на сушу, так и на воду. Разработаны следующие модификации:

1. Противопожарный,  имеющий возможность принимать  на борт 12 т воды в 8 секций  водяных баков, расположенных  под полом кабины. Самолет заправляется  водой как на аэродроме, так  и осуществляет забор воды  на глиссировании за 14 сек из  любого источника глубиной не менее 3 м. За одну заправку топливом самолет Бе-200 может сбросить на очаги пожара до 270 т воды.

2. Самолет  для ликвидации последствий стихийных  бедствий, который, помимо противопожарного  оборудования, оснащен оборудованием  для морского поиска и спасения.

3. Грузовой, предназначенный для доставки  до 7,5 т. грузов на острова, не  имеющие ВПП, на плавучие буровые  платформы, морские суда. Груз  может транспортироваться в контейнерах  типа LD-1, LD-2, АКС или на поддонах  ПА-1.5, Р-8.В грузовой кабине установлен полный комплект оборудования для транспортировки грузов "внавал" и на стандартных поддонах. Существует возможность переоборудования самолета в пассажирский (снятие/установка кресел, перестановка перегородки и т.д.) за один час силами экипажа.

4. Пассажирский, который может перевозить до 72 пассажиров.

5. Планируется  также строительство экологического  и патрульного вариантов.

Самолет-амфибия  Бе-200 - высокоплан со стреловидным крылом, Т-образным оперением, лодкой большого удлинения, герметичной кабиной с габаритами 17?2,6?1,9 м, оснащенный двумя турбореактивными двигателями Д-436ТП, разработанными ЗМКБ "Прогресс" и построенными Запорожским моторостроительным предприятием "Мотор-Сич", имеющим международный сертификат на производство ГТД Д-36 серий 1 и 2А. Двигатели установлены на пилонах над крылом, что исключает попадание в них воды при взлете и посадке. Предусмотрена возможность установки по желанию Заказчика двигателей типа BR-715 (BMW-Rolls Royce).

Самолет Бе-200 оснащен новым пилотажно-навигационным комплексом (ПНК) "АРИА-200", совместной разработки и производства российско-американского предприятия АРИА (Научно-исследовательский Институт Авиационного Оборудования и AlliedSignal Aerospace). Комплекс создан на основе специальных микропроцессорных систем и обеспечивает навигацию и управление полётом на всех этапах в любых метеорологических условиях, а также ведёт автоматический анализ, контроль и запись работы всех бортовых и дополнительных систем в полете и на земле.

Салон самолета оборудуется совместно с фирмой AIM AVIATION (FLITEFORM), Великобритания.

Самолёт-амфибия  Бе-200 может эксплуатироваться с  аэродромов класса "В" (длина ВПП - 1800 м), а также с моря, рек и  озёр при глубине не менее 3 м и  при высоте волны до 1,2 м (3 балла). Экипаж самолета состоит из двух пилотов.

Самолет Бе-200 спроектирован в соответствии с нормами летной годности АП-25, что  позволит облегчить сертификацию самолета по нормам Федеральной Авиационной  Администрации США (FAA). 
 
 
 

Основные  характеристики самолета-амфибии Бе-200(Противопожарный вариант):

3 Виды вертолетов.

Ка-32А1

   Учитывая  требования рынка и пожелания  пожарных, на вертолёте Ка-32 было смонтировано и испытано противопожарное оборудование принципиально нового типа. Так, если раньше, вертолёт был лишь вспомогательным  средством для доставки пожарных, оборудования и эвакуации людей, то теперь он превратился в высокоэффективную воздушную пожарную машину с уникальными параметрами, не имеющими аналогов в мире.

   В новую базовую комплектацию противопожарного вертолёта Ка-32А1, разработанного в ОАО "Камов", входят:

1. Водяной пластиковый бак.
2. Электрические водяные насосы.
3. Ёмкости для пенообразователя.
4. Горизонтальная водопенная пушка.
5. Вертикальная водопенная пушка.
6. Водяная помпа.
7. Спасательная лебёдка.
8. Десантно - спусковое устройство.

   Транспортно-спасательные кабины ТСК-1, ТСК-2 и ТСК-3 предназначены для эвакуации людей с крыш, балконов или через оконные проемы верхних этажей зданий. ТСК-1 служит для спасения двух человек. Она перевозится в транспортной кабине. С помощью подвесной системы кабина соединяется с карабином троса электролебедки ЛПГ-300. В ТСК-2 можно перевозить 20 человек. При спасении людей эта кабина транспортируется на внешней подвеске вертолета. К месту пожара она доставляется на прицепе автомобиля. ТСК-3 обеспечивает перевозку 10 человек. В сложенном виде в транспортной кабине она перевозится к месту пожара и с помощью системы подвески соединяется со штатной внешней системой транспортировки крупногабаритных грузов.

   Спусковое устройство Су-Р предназначено для  десантирования людей и грузов на режиме висения. Карабин шнура Су-Р крепится к серьге замка на стреле штатной лебедки ЛПГ-300. Для спуска людей и груза используется проем двери транспортной кабины. Су-Р роликового типа состоит из четырех тормозных блоков, шнура для спуска, трех комплектов подвесной системы, трех пар защитных перчаток, трех защитных мотошлемов и т.д. Масса укомплектованного устройства не превышает 11кг. Длина шнура - 50м, масса десантника или груза не должна превышать 100кг.

   Аппаратура  громкоговорящего устройства (звуковещательная установка ЗСВС) предназначена для внешнего оповещения с вертолета. Она состоит из усилителей П01-03, комплекта СПУ-9 и громкоговорителя П05-04. Звуковой сигнал подает оператор-пожарник, использующий микрофон гарнитуры ГСШ-А-18. Громкоговоритель состоит из шести рупорных головок по 75Вт каждая, расположенных на подкосах основных опор шасси.

   Пластиковый водяной бак с системой забора и сброса воды, объёмом 3000 литров. Вмонтирован  непосредственно, в нижнюю часть  фюзеляжа вертолёта. Благодаря этому, исключаются недостатки присущие противопожарным системам, располагающимся на внешней грузовой подвеске, таким как "Bambi Bucket". (Ограничение скорости полёта, разнос масс - дебалансировка, ограничения по глубине водоёма и опасность зацепа.) Забор воды осуществляется в режиме висения, из открытого водоёма, с помощью двух шноркельных электрических насосов за 1 минуту 20 секунд.

   Система не критична к размерам и глубине  водоёма. При каждом новом заборе, из двух дополнительных ёмкостей, общей  вместимостью 300 литров, располагающихся в передней части фюзеляжа, в воду может добавляться пенообразователь, многократно усиливающего эффективность пламегашения. Сброс воды может производиться в нескольких режимах. В зависимости от расположения очага пожара от места забора воды, вертолёт Ка-32 может ориентировочно перевезти и вылить за час следующее количество воды:

• 0,5 км - 50 тонн
• 3 км - 36 тонн
• 5 км - 28 тонн

   Водяной бак может дополняться системой "Спрей"- горизонтальными штангами - распылителями, позволяющими обрабатывать диспергентами и биопрепаратами нефтяную плёнку при аварийных разливах нефтепродуктов.

   Дальность струи из горизонтальной телескопической  водо-пенной пушки составляет около 45 метров, при производительности 40 л/сек. Это позволяет, как производить тушение водой или пеной верхних этажей высотных зданий, так и распылять воду на очаг пожара, не входя, непосредственно, в зону горения.

   Вертикальная  водо-пенная пушка, имеет такую же производительность, но предназначена  для установки защитных пенных полос, тушения точечных, локальных очагов возгорания и заполнения водой переносных быстросборных открытых емкостей, для дальнейшего её использования наземными службами пожаротушения.

   Давление  воды в 8 атмосфер создаётся водяной  помпой с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, мощностью 37 кВт.

   Переключение  на горизонтальную или вертикальную пушку осуществляется из кабины вертолёта.

   При установке на стволы вертикальной и  горизонтальной пушки, Установки Комбинированного Тушения Пожаров "ПУРГА", благодаря повышенной кратности пенообразования (от 20 до 70), возможно из 3000 литров воды, имеющихся на борту, получать от 60000 до 200000 литров пены.

   Горизонтальная  пенная струя позволяет быстро ликвидировать  пожар, не входя в опасную зону очага горения. Вертикальная пенная струя наиболее эффективна при установке защитных пенных полос. При этом, с одного захода создаётся полоса смоченного пеной растительного покрова, непреодолимая для огня, шириной 6-8 метров и длиной до 1,5 километров.

   Эвакуационно-десантное  оборудование состоит из подъёмно - спасательной электролебёдки с поворотной стрелой, грузоподъёмностью 300 кг. и десантного спускового устройства "Су-Р".

   Наибольший  эффект применения данного вертолёта  обеспечивается в процессе проведения работ и ликвидации:

• пожаров на верхних этажах и крышах высотных зданий;
• пожаров на нефтеналивных танкерах и баках;
• пожаров на предприятиях топливной, химической и нефтеперерабатывающей промышленности;
• пожаров в районах добычи нефти и газа;
• пожаров на предприятиях лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно - бумажной промышленности, лесах и сельскохозяйственных угодьях;
• создания защитных полос при лесных пожарах;
• крупномасштабных послеаварийных пожаров воздушных судов на земле, авариях и катастрофах на железнодорожном, морском и речном транпорте;
• создание сплошных пенных полос, на взлётно-посадочной полосе аэродрома, в случае аварийной посадки воздушного судна;
• эвакуации людей из мест, недоступным другим средствам спасения.

   Летно-технические  характеристики Ка-32А1.

Ми-26ТП 

16  августа 1994 г. в Ростове впервые поднялся в воздух экспериментальный противопожарный вертолет Ми-26ТП. Он предназначен для тушения пожаров, в т.ч. промышленных, во всех физико-географических местностях, доставки различной специальной техники и десанта. В состав противопожарного оборудования входят: рабочее место оператора; 4 емкости для воды (суммарным объемом 15 м3); 2 емкости для химических добавок (0,9 м3); система их наддува до 1,4 кг/см2; система слива огнегасящей жидкости; система дозировки химдобавок. На вертолете также установлены тепловизор, система спутниковой навигации, средства индивидуальной защиты экипажа и связи с наземными пожарными подразделениями. По заявлению разработчиков, для переоборудования базовой версии в противопожарный комплекс требуется всего 1 ч. Сброс воды производится за 35-45 с, а заправка на земле занимает не более 2 мин.

   17 сентября 1997 г. тоже в Ростове совершил первый полет Ми-26, оснащенный водосливным устройством ВСУ-15, которое представляет собой специальный бак объемом 15 м3, транспортируемый вертолетом на внешней подвеске. Его перевозка на большие расстояния возможна в грузовой кабине Ми-26. Наполнять ВСУ-15 можно из открытого водоема на режиме висения, для чего требуется 10 с. Для слива воды необходимо 15 с. Устройство спроектировано, изготовлено и испытано фирмой ╚Техноэкс╩ (Санкт-Петербург) при участии НПК ╚ПАНХ╩ (Краснодар). В 1998 г. начато серийное производство вертолета, и уже 4 образца поступили в подразделения МЧС РФ. 19 августа 1999 г. в ходе МАКС-99 состоялась торжественная передача одной такой машины Управлению пожарной охраны ГУВД Москвы.

   В ОАО Роствертол прошел испытания еще один противопожарный комплекс, оснащенный системой внешней подвески с 60-метровым центральным канатом, на котором закреплен блок модулей из двух емкостей типа ЕП-8000. Однако такой вариант выглядит не очень перспективно, т.к. для наполнения емкостей необходима мобильная заправочная станция. Куда привлекательней представляется применение Ми-26 для тушения пожаров с использованием бэмби-баков (Bamby-Bucket), которые хорошо себя зарекомендовали в 73 странах мира на протяжении 25 лет. Таким способом милевская машина за один заход может доставить 19600 л воды. Электродистанционное управление позволяет сбросить баки как ╚залпом╩, так и раздельно. При условии выполнения одного цикла тушения за 5 мин стоимость доставки одного 1 л воды составляет всего 0,05 цента (по американским оценкам у самолетов -0,33-0,55 цента). Испытания, в которых задействовался принадлежащий НИИ ПАНХ Ми-26ТС со спаркой баков вместимостью 15 т (Twin Bamby), прошли в 1997 г. в районе ст. Лазаревской (Краснодарский край). Они показали, что вертолет устойчив с таким грузом на скорости до 227 км/ч. Затем машина успешно показала себя в Турции, после чего был подписан контракт на тушения пожаров в Италии и Испании. На Апенниском полуострове рабочий день краснодарских авиаторов начинался в 7 утра и продолжался до захода солнца, причем если после объявления команды на вылет экипаж не успевал подняться в воздух за 15 мин, им грозил штраф, превышавший стоимость часовой эксплуатации вертолета. 13 сентября 1997 г. Роствертол официально передал южнокорейской фирме Samsung Airspace Ltd один Ми-26ТМ*, который с января по апрель следующего года с помощью Twin Bamby заливал огонь, бушевавший в лесах провинции Ульсан. Благодаря милевскому тяжеловозу ущерб был снижен на 83-85% по сравнению с предыдущим годом, когда использовались только легкие вертолеты.